Zn对挤压态Mg-3Sn-1Ca合金耐蚀性的影响

目的 提高挤压态Mg-3Sn-1Ca合金的耐腐蚀性能。方法 通过合金熔炼制备了Mg-3Sn-Ca(TX31)和Mg-3Sn-Ca-Zn(TXZ311)两种挤压态合金，利用XRD、金相、SEM、EDS、EBSD、析氢、电化学极化曲线和阻抗谱，分析了TX31和TXZ311两种合金的微观组织及耐腐蚀性能。结果 XRD和EDS结果表明，挤压态TX31和TXZ311两种合金中第二相均为CaMgSn相，TXZ311合金中由于Zn的添加，CaMgSn相增加且分布更加均匀。金相和EBSD结果表明，Zn的添加可以提高TX31合金的动态再结晶程度和{0002}基面织构强度，改善TX31合金中组织的不均匀性。从极化曲线上可得，腐蚀电位和腐蚀电流分别为-1.57V和6.95×10^-5 A。添加Zn后，腐蚀电位升高(-1.49 V)，腐蚀电流减小(1.02×10^-5 A)，表明合金耐蚀性提高。对比两种合金阻抗谱可发现，TXZ311合金具有比TX31合金更大的容抗弧，表明其表面的电荷转移电阻和表面膜的电阻最高，动态腐蚀过程中氧化产物膜具有较好的稳定性，有效阻碍了α-Mg...     

铸态Mg-9Gd-1.5Zn-xAl合金的显微组织和力学性能

采用铸造法制备了Mg-9Gd-1.5Zn-xAl(x=0、0.3、0.8和1.3 mass%)合金,通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜等研究了不同Al含量对Mg-9Gd-1.5Zn合金物相和显微组织的影响,并采用电子拉伸试验机测试了室温下4种合金的力学性能。结果表明：铸态Mg-9Gd-1.5Zn合金的组织由α-Mg基体和沿晶界分布的Mg₅Gd和(Mg, Zn)₃Gd相组成,加入Al元素后,合金组织中Mg₅Gd相逐渐减少,并产生了新相Al₂Gd、Al₁₁Gd₃和LPSO(Mg₁₂Gd(Al, Zn))。Al元素促进了有效异质形颗粒(Al₂Gd)的产生,抑制了晶粒长大,合金的组织明显细化,起到了细晶强化的效果。当Al添加量为0.8%时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为192.2 MPa、154.8 MPa和16.6%,与不含Al的Mg-9Gd-1.5Zn合金相比,分别提升了47.1%、64.8%和121.3...     

固溶时效处理对Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等方法研究了固溶时效处理前后Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金(质量分数,%)的显微组织、物相组成和腐蚀形貌,并在质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行了静态失重和电化学测试。结果表明,铸态Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金由α-Mg基体和沿晶界分布的粗大网状共晶相Mg₄₁Sm₅和Mg₅Gd组成,固溶时效处理并没有改变共晶相的种类,但网状共晶组织消失,并且晶内有大量细小弥散的第二相析出,晶界更加清晰。试验合金采用525 ℃×8 h固溶+225 ℃×8 h时效处理后,腐蚀速率从0.185 mg·cm^-2·h^-1降低至到0.116 mg·cm^-2·h^-1,自腐蚀电流密度从1.599×10^-4A·cm^-2降低到0.924×10^-4 A·cm^-2,耐蚀性能明显提高。     

固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动态热分析仪和X射线衍射仪研究了固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,铸态合金晶粒尺寸约121μm,晶界粗大且有MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相分布;固溶处理后,晶界处的MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相基本溶入基体;时效处理后,晶界处有少量的颗粒状MgZn和MgZn₂相析出。在低应变振幅区,铸态合金阻尼性能最好,在高应变振幅区,固溶态阻尼性能最好,固溶+时效态合金阻尼曲线的斜率最大;3种状态合金在低温区的阻尼峰均由晶界阻尼峰和位错阻尼峰叠加构成,固溶态和固溶+时效态合金在高温区的阻尼峰为弛豫型阻尼峰。     

Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理

以Mg-3Al合金为研究对象，基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算，分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点，筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相，探究筛选的Al₂Nd和Al₂Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响，分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响，揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明：添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸，提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后，Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm，分别降低了44%、48%，合金屈服强度由65 MPa提升至76～79 MPa，伸长率可达12.7%～16.5%。其细晶机理为Al₂RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。     

Mg-1Gd(Nd)-0.6Zr镁合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射和拉伸试验等方法,研究了Mg-1Gd-0.6Zr和Mg-1Nd-0.6Zr镁合金在铸态、挤压态和时效态的室温组织和力学性能。结果表明,Mg-1Gd-0.6Zr和Mg-1Nd-0.6Zr合金平均晶粒尺寸小于Mg-0.6Zr合金的晶粒尺寸,由300μm分别细化为100μm和80μm左右,晶界上分别有少量的颗粒状Mg₅Gd相和不规则形状的Mg₄₁Nd₅、Mg₁₂Nd相。挤压态Mg-1Gd-0.6Zr和Mg-1Nd-0.6Zr合金出现了变形晶粒和动态再结晶晶粒构成的双峰组织,时效后双峰组织更加明显。时效态Mg-1Nd-0.6Zr合金的力学性能最好,抗拉强度为201.71 Mpa,比挤压态高3.6%,比铸态高23%,比时效态Mg-1Gd-0.6Zr合金高2%。时效态Mg-1Nd-0.6Zr合金的伸长率为29.2%,比挤压态高4.3%,比铸态高46%,比时效态Mg-1Gd-0.6Zr合金高15.4%。     

微量Ca添加对铸造Mg-Sm-Gd基合金显微组织与力学性能的影响（英文）

主要通过透射电子显微镜、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和拉伸测试研究微量Ca元素对Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金中主要第二相为Zn元素富集的Mg₃RE相,Ca元素添加不仅可以细化晶粒,还可以促进Mg₅RE相和溶质原子富集的层错形成。此外,共格界面表明Mg₃RE相可以作为Mg₅RE相的形核位点,这些均有利于合金力学性能的提高。     

挤压处理与Ca添加对Mg-7Sn合金显微组织与耐蚀性的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学试验与浸泡试验等研究了挤压处理与添加合金元素Ca对Mg-7Sn合金显微组织、耐蚀性及力学性能的影响。结果表明：添加Ca元素可以明显细化铸态Mg-7Sn合金的晶粒，并在晶粒内部与晶界形成了棒状的CaMgSn相，同时，腐蚀过程中，添加Ca会使合金表面形成含Ca的化合物，阻止或延缓腐蚀的进行，提高合金的耐蚀性。挤压处理使得合金的平均晶粒尺寸由55.2μm减小到3.3μm,粗大棒状的CaMgSn相被破碎成细小的块状。挤压处理后Mg-7Sn-1Ca合金的耐蚀性出现轻微下降，但保证了较高的显微硬度。挤压态Mg-7Sn-1Ca合金兼具力学性能和耐蚀性。     

Al和Zn对铸造Mg-5Sn合金微观组织和力学性能的影响

根据合金成分设计,在Mg-5Sn铸造合金中逐步添加2%Al及4%Zn（质量分数）,实验结果表明,单独添加Al后,一次枝晶尺寸减小,且二次臂变的更加细密,合金的延伸率从6.6%提高到22.4%;Al和Zn复合添加后,长程枝晶转变为较为圆整的蔷薇状,在合金中生成了Mg₃₂（Al,Zn）₄₉相,合金的屈服强度和抗拉强度分别达到96和232 MPa,但延伸率则下降到14.8%.通过固溶时效处理,Mg-5Sn-4Zn-2Al合金在175℃时效24 h后达到硬度峰值83.5 HV,其晶内析出相由沿[0001]晶向分布的MgZn₂和块状的Mg₂Sn相组成,对应的室温屈服和抗拉强度分别提升到144和264 MPa;在150℃下其屈服强度仍可达到138 MPa,这表明合金的晶内析出的MgZn₂和Mg₂Sn相在高温下仍具有良好的强化作用.     

Mg2Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响

通过Al-Si中间合金取代Al添加,并经热挤压成形,在AZ31镁合金中引入Mg₂Si强化相。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、电子万能试验机等研究了Mg₂Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响。结果表明,添加Al-Si中间合金后的Mg-3(Al-Si)-Zn挤压组织呈现明显的双峰分布特征,Mg₂Si颗粒相可通过粒子激发形核(PSN)作用促进动态再结晶,在碎化的Mg₂Si颗粒相周围,合金组织显著细化,形成明显异于其他正常尺寸晶粒的细晶区。引入Mg₂Si强化相后,Mg-3(Al-Si)-Zn挤压态合金的屈服强度和抗拉强度都得到提高,分别达到175和269 MPa,同时伸长率略有降低。     

Effects of little Ce addition on as-cast microstructure and creep properties of Mg-3Sn-2Ca magnesium alloy

The effects of little Ce addition on the as-cast microstructure and creep properties of Mg-3Sn-2Ca magnesium alloy were investigated. The results indicate that adding 0.5% (mass fraction) Ce to Mg-3Sn-2Ca alloy does not cause the formation of any new phase in the alloy. However, an interesting microstructural change in the as-cast Mg-3Sn-2Ca alloy added with 0.5%Ce is observed. After adding 0.5%Ce to Mg-3Sn-2Ca alloy, not only the volume fraction of CaMgSn phase in the alloy is decreased but also the CaMgSn phases in the alloy are refined. In addition, adding 0.5%Ce to Mg-3Sn-2Ca alloy can also improve the creep-resistant properties of the alloy. After adding 0.5%Ce to Mg-3Sn-2Ca alloy, the second creep rate of the alloy at 150 °C and 70 MPa for 100 h changes from 3.28×10⁻⁸ to 1.81×10⁻⁸ s⁻¹.     

Effects of calcium addition on as-cast microstructure and mechanical properties of Mg-5Zn-5Sn alloy

The effects of Ca addition on the as-cast microstructure and mechanical properties of the Mg-5Zn-5Sn (mass fraction,%) alloy were investigated.The results indicate that an addition of 0.5%-1.5% (mass fraction) Ca to the Mg-5Zn-5Sn alloy not only refines the as-cast microstructure of the alloy but also causes the formation of the primary and/or eutectic CaMgSn phases with high thermal stability;an increase in Ca amount from 0.5% to 1.5% (mass fraction) increases the amount and size of the CaMgSn phase.In addition,Ca addition to the Mg-5Zn-5Sn alloy improves not only the tensile properties at room temperature and 150 ℃ but also the creep properties.Among the Ca-containing Mg-5Zn-5Sn alloys,the one added 0.5% (mass fraction) Ca obtains the optimum ultimate tensile strength and elongation at room temperature and 150 ℃,however,the alloy added 1.5% (mass fraction) Ca exhibits the optimum yield strength and creep properties.     

Mn添加量对Mg-2Zn合金组织及生物耐蚀性的影响

研究了Mn添加量对Mg-2Zn合金显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,3种不同Mn含量的Mg-2Zn合金显微组织差别不明显,但当Mn的加入量超过0.5%时,显微组织中析出的Mn含量增多;电化学与浸泡试验结果表明Mg-2Zn-0.2Mn与Mg-2Zn-0.5Mn合金的耐蚀性相近,但Mg-2Zn-1.0Mn合金的耐蚀性明显下降。     

Ca、Mn元素对Mg-Zn系合金在磷酸盐缓冲液中腐蚀行为的影响

本文采用XRD、SEM、EDS、三维轮廓仪和失重法等手段研究了Mg-6Zn、Mg-6Zn-1Ca和Mg-6Zn-Mn合金在磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)中的腐蚀行为,并探讨了三种合金的腐蚀机理。结果表明,添加相同含量的Ca和Mn均能使合金的失重率降低,但添加Mn元素后(浸泡10天时W_r=3.91%)比添加Ca元素后(W_r=6.78%)合金的失重率更低,说明Mn元素更有抗PBS腐蚀能力,这与Mn的加入在合金表面形成致密的氧化膜有关;同时,Mg-6Zn-1Mn合金在浸泡过程中表面存在点蚀现象,经分析是由第二相与基体构成原电池导致。在420 ℃不同保温时间(2~20 h)固溶处理后,合金表面的点腐蚀现象随着保温时间的增加而减弱,表明长时间的固溶处理可以减少第二相与镁基体之间的微电偶腐蚀,增加了合金均匀腐蚀的倾向。     

Effect of solid solution treatment on in vitro degradation rate of as-extruded Mg-Zn-Ag alloys

The degradation behaviors of the as-extruded and solution treated Mg-3Zn-xAg (x=0, 1, 3, mass fraction, %) alloys, as well as as-extruded pure Mg, have been investigated by immersion tests in simulated body fluid (SBF) at 37 °C. The as-extruded Mg-Zn(-Ag) alloys contained Mg₅₁Zn₂₀ and Ag₁₇Mg₅₄. While the quasi-single phase Mg-Zn(-Ag) alloys were obtained by solution treatment at 400 °C for 8 h. The quasi-single phase Mg-Zn(-Ag) alloys showed lower degradation rate and more homogeneous degradation than corresponding as-extruded Mg alloys. Degradation rate of solid-solution treated Mg-3Zn-1Ag and Mg-3Zn-3Ag was approximately half that of corresponding as-extruded Mg alloy. Moreover, the degradation rate of solid-solution treated Mg-3Zn and Mg-3Zn-1Ag was equivalent to that of as-extruded pure Mg. However, heterogeneous degradation also occurred in quasi-single phase Mg-Zn-Ag alloys, compared to pure Mg. So, preparing complete single-phase Mg alloys could be a potential and feasible way to improve the corrosion resistance.     

镁合金阳极材料在海水中放电的电化学性能(英文)

镁合金可以作为海水激活电池阳极材料来使用。研究了AZ31、AP65和Mg-3%Ga-2%Hg 3种镁合金在海水中放电的电化学性能。Mg-3%Ga-2%Hg合金的阳极极化曲线表明,该合金具有比AZ31和AP65合金更负的腐蚀电位。恒电流放电实验结果表明,Mg-3%Ga-2%Hg合金在海水中表现出更好的阳极放电性能。交流阻抗测试表明,镁合金阳极和海水接触表面的电化学反应决定反应的活性,Mg-3%Ga-2%Hg 合金中的Mg3Hg和Mg21Ga5Hg3化合物比AZ31合金中的Mg17(Al,Zn)12相以及AP65合金中的铅在镁中形成的固溶体具有更好的电化学活性。     

Sb对Mg-5Al-2Sr合金耐腐蚀性能的影响

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱和腐蚀形貌等方法研究了微量Sb对Mg-5Al-2Sr合金在3.5 mass% NaCl中性水溶液中耐腐蚀性能的影响。结果表明,Mg-5Al-2Sr-xSb(x=0,0.3,0.6,1.0)合金在3.5 mass% NaCl中性水溶液中初期的腐蚀类型为点蚀,点蚀源于块状三元τ相和颗粒状SbSr₂相。这些相的数量越多,尺寸越大,合金的腐蚀愈严重。网状分布的Al_4Sr相能够成为合金腐蚀的有效障碍。Mg-5Al-2Sr合金中加入0.3% Sb不仅能够有效地细化α-Mg基体组织,同时促进了Al₄Sr相的形成,使该相的分布更趋网状化,该合金的自腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率降低,合金的耐蚀性能提高。     

Microstructures and properties in surface layers of Mg-6Zn-1Ca magnesium alloy laser-clad with Al-Si powders

Laser surface cladding with Al-Si powders was applied to a Mg-6Zn-1Ca magnesium alloy to improve its surface properties. The microstructure, phase components and chemical compositions of the laser-clad layer were analyzed by using X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). The results show that the clad layer mainly consists of α-Mg, Mg₂Si dendrites, Mg₁₇Al₁₂ and Al₃Mg₂ phases. Owing to the formation of Mg₂Si, Mg₁₇Al₁₂ and Al₃Mg₂ intermetallic compounds in the melted region and grain refinement, the microhardness of the clad layer (HV_0.025 310) is about 5 times higher than that of the substrate (HV_0.025 54). Besides, corrosion tests in the NaCl (3.5%, mass fraction) water solution show that the corrosion potential is increased from –1574.6 mV for the untreated sample to –128.7 mV for the laser-clad sample, while the corrosion current density is reduced from 170.1 to 6.7 µA/cm². These results reveal that improved corrosion resistance and increased hardness of the Mg-6Zn-1Ca alloy can be both achieved after laser cladding with Al-Si powders.     

Zn元素对Mg-25Sn合金组织和力学性能的影响

以Mg粉、Sn粉和Zn粉为初始原料,采用机械合金化和热压烧结的方法制备Mg-25Sn-x Zn合金。研究了Zn添加量对Mg-25Sn合金显微组织和性能的影响。结果表明:Mg-25Sn-x Zn体系的机械合金化过程中,Zn元素不参与合金化反应,但Zn的引入降低了Mg+Mg2Sn混合物的尺寸。除固溶外,烧结态Mg-25Sn-x Zn中Zn完全转变成MgZn2相。且随Zn含量的增加,MgZn2相的尺寸逐步增大,Mg晶界和Mg2Sn颗粒相周围是MgZn2相的择优分布位置。添加6%Zn(质量分数)的Mg-25Sn合金具有最优的力学性能,其显微维氏硬度为1.60GPa、屈服强度为388MPa、抗压强度为497 MPa、断裂应变7.5%。